用於氮肥生產的粉煤成型制氣方法
2023-12-02 01:28:21
專利名稱：用於氮肥生產的粉煤成型制氣方法
技術領域：
本發明涉及一種氮肥生產的制氣方法，特別是利用粉煤成型制氣的方法。
背景技術：
氮肥生產多用無煙塊煤，塊煤中固定炭的含量較高，可以滿足氮肥生產的工藝要求。我國南方地區多產無煙粉煤，固定炭含量較低，以往多採用無煙粉煤加入石灰製成炭化煤球用於氮肥生產制氣，而無煙粉煤炭化煤球中固定炭含量更低，降低到42％以下，難以滿足氮肥生產的工藝要求，煤消耗量大，而且氮肥生產的所需的制氣質量難以達到要求。
發明內容
本發明的目的在於提供一種在氮肥生產中，用粉煤作原料，利用粘結劑將粉煤成型制氣的方法，可以就地取材，有效地利用江南粉煤供給各地的氮肥廠制氣，滿足氮肥生產要求。
本發明的技術解決方案是一種用於氮肥生產的粉煤成型制氣法，它是用粉煤作原料，加粘結劑攪拌混合均勻，經擠壓加工成棒狀型煤，送入制氣爐加熱燃燒，並向爐中通入空氣和水蒸氣，其特徵在於(1)粉煤加入腐植酸鈉溶液作粘溶劑，攪拌混合均勻後，堆漚8小時以上，腐植酸鈉量為粉煤用量的0.5～1.74％。
(2)上述堆漚後的粉煤經螺旋擠壓機擠壓成直徑18～25mm的棒狀型煤，再經冷卻、乾燥。
(3)制氣爐中煤棒制氣工藝條件A)維持較低的爐面溫度，爐面溫度≤380℃B)維持較高的爐底溫度，爐底溫度一般應高於200℃C)增加下吹時間，使下吹時間佔一個上、下吹循環周期時間的42％以上。
圖1是用粉煤製成的煤棒制氣的制氣爐結構示意圖本發明結合具體實施例1參見附圖進一步說明如下一種用於氮肥生產的粉煤成型制氣方法，它是用粉煤作原料，加粘結劑攪拌混合均勻，經擠壓加工成棒狀型煤，送入制氣爐加熱燃燒，並向爐中通入空氣和水蒸氣制氣，其具體方法如下(1)粉煤加粘結劑攪拌均勻、堆漚
原煤破碎成粒度直徑為3mm以下的粉煤，加入腐植酸鈉溶液作粘結劑，攪拌均勻，經堆漚8小時以上，腐植酸鈉量為造氣煤用量的0.5～1.75％。
粘結劑製劑方法是以褐煤、泥炭、風化煤及其他含腐植酸鈉的礦物作製劑原料，加入含鹼的熱水，通入蒸氣，加熱反應溫度維持95～100℃，攪拌40分鐘，即可提制腐植酸鈉溶液粘結劑，其水和製劑原料的液固比為0.7∶1～2∶1；鹼用量為腐植酸鈉量的10-15％。
(2)堆漚後的粉煤擠壓加工成棒狀型煤上述堆漚後的粉煤經螺旋擠壓機擠壓加工成直徑為φ18～25mm的棒狀型煤，經冷卻、乾燥。
煤棒冷卻乾燥是在柵格結構的空心鬥車中進行，粉煤經加工擠壓成棒狀型煤後，須裝入柵格結構的空心鬥車中，煤棒在鬥車輸送至制氣爐的過程中冷卻、乾燥，冷卻、乾燥時間以直徑為2.4米的制氣爐配置約30～50輛空心鬥車的運輸周轉時間為宜。
(3)乾燥後的煤棒送入制氣爐制氣，制氣爐[7]參見附圖1，煤棒[6]置於制氣爐底部、呈塔形堆放，先從爐底下部送入水蒸汽和空氣，進行上吹；然後從爐頂部送入水蒸汽進行下吹。制氣爐中水蒸汽、空氣和煤棒發生氣化反應，化學反應式表示如下
Q表示熱量，+Q表示放熱，-Q表示吸熱，水蒸汽和炭的反應過程叫制氣，生成的H2氣用於生產氮肥。
制氣爐中，氣體燃料層分布情況大致可分為五個區域，從上到下依次為乾燥層[1]、幹鎦層[2]、還原層[3]、氧化層[4]，灰渣層[5]，但爐中燃料層的實際分布情況，各層間沒有嚴格區分的界限，往往相鄰兩層相互交錯。
制氣爐中煤棒制氣的工藝條件是①灰層位置火層位置應控制在氣爐中下部，維持較厚的乾燥層[1]及幹鎦層[2]，使煤棒中水份能均勻蒸發。
②維持較低的爐面溫度，爐面溫度≤380℃，以使煤棒不致因高溫急劇蒸發水份而爆裂破碎。
③維持較高的爐底溫度，爐底溫度一般應大於200℃，以使之儘量降低煤棒燒後的爐渣殘炭，並使燒後棒渣略有結疤，結疤疏鬆，易於處理。
④控制下、下吹時間的分配，增加下吹時間、縮短上吹時間，使火焰位於爐膛的中下部位置。下吹時間控制在約佔一個上、下吹周期循環時間的42％以上。
⑤出灰、加炭，適當縮短加炭時間，增加出灰次數，視煤棒的原煤煤種不同而異。
本發明的優點在於與用於氮肥生產的粉煤炭化煤球成型制氣方法相比較。
1、設備投資少，以每年生產4萬噸合成氨氮肥計，每套制氣系統設備可減少投資50～80萬元。
2、粉煤製成炭化煤球需加入25％的石灰，本發明粉煤製成煤棒不需加入石灰，不僅降低了成本，也降低了煤耗，因此每噸原煤的加工成本和降耗可節約30～50元。
3、本發明方法制氣質量優於炭化煤球制氣質量，減少了氮肥生產整個生產過程動力系統的無用功，生產用的電耗降低5％。
權利要求
1.一種用於氮肥生產的粉煤成型制氣方法，它是用粉煤作原料，加粘結劑攪拌混合均勻，經擠壓加工成棒狀型煤，送入制氣爐加熱燃燒，並向爐中通入空氣和水蒸氣，其特徵在於(1)粉煤加入腐植酸鈉溶液作粘溶劑，攪拌混合均勻後，堆漚8小時以上，腐植酸鈉量為粉煤用量的0.5～1.74％(2)上述堆液後的粉煤經螺旋擠壓機擠壓成直徑18～25mm的棒裝型煤，再經冷卻、乾燥(3)制氣爐中煤棒制氣工藝條件A)維持較低的爐面溫度，爐面溫度≤380℃B)維持較高的爐底溫度，爐底溫度一般應高於2-0℃C)增加下吹時間，使下吹時間佔一個上、下吹循環周期時間的42％以上。
2.根據權利要求1所述的用於氮肥生產的粉煤成型制氣方法，其特徵在於其粘結劑製劑方法是以褐煤、泥炭、風化煤及其他含腐植酸鈉的礦物作製劑原料，加入含鹼的熱水，通入蒸氣，加熱反應溫度維持95～100℃，攪拌40分鐘以上，即可提取腐植酸鈉溶液粘結劑，其水和製劑原料的液固比為0.7∶1～2∶1；鹼用量為腐植酸鈉量的10-15％。
3.根據權利要求1所述的用於氮肥生產的粉煤成型制氣方法，其特徵在於粉煤經擠壓加工成棒狀型煤後，裝入柵格結構的空心鬥車內在輸送至制氣爐的過程中冷卻乾燥，冷卻乾燥時間以2.4米直徑的制氣爐配置30～50輛空心鬥車運輸周轉時間為宜。
全文摘要
一種用於氮肥生產的粉煤成型制氣方法,它是用粉煤作原料,加入腐植酸鈉溶液作粘結劑,攪拌均勻,堆漚8小時以上後經螺旋擠壓機擠壓成棒狀型煤,置於柵格結構的空心鬥車中冷卻、乾燥後送入制氣爐制氣,其制氣爐制氣工藝條件是:①爐面溫度≤380℃;②爐底溫度>200℃;③下吹時間大於上、下吹循環周期時間的42%,與炭化煤球制氣方法相比較,本發明方法的優點是:設備投資少,原煤加工成本和煤耗降低,整個氮肥生產系統的動力消耗的電能降低5%。
文檔編號C10J3/02GK1371962SQ02113929
公開日2002年10月2日 申請日期2002年1月25日 優先權日2002年1月25日
發明者喻永林, 郭震凱 申請人:湖南省化學化工學會